戚氏·標準模型

惠施言，至小無內(nèi)小一玄。
一尺之棰，日割其半永無邊。
刀前，月重圓，驚呼此刻木失聯(lián)。

方知俎上分子，稟性難保劍鋒間。
原子深固，核堅云漫，借來射線拆遷。
見伯兄荷正，幺妹攜負，仲弟無偏。

兄妹對撞成煙，窺斑見豹，碎里覓諸仙。
觀夸克、品族六味，色荷三顏。
作青磚，色界禁閉，結(jié)朋締黨，重子家園。
渺陶兩姓，電子雙名，碧瓦輕子成全。

欲把砂漿鑒，念玻色子，愛意纏綿。
攢砌臨虛廣廈，令青磚碧瓦任黐黏。
引弓烈火雷霆，電磁運力，光子交心獻。
弱力衰、中介旗三面，強力威，膠子八銜。
減速滯、質(zhì)量因緣，問尊號、上帝欲名兼。
奠基人覓，說規(guī)范場，赤縣楊簽。

自古以來，人們對構(gòu)成萬物基本單位的探索從未停息。莊子在《天下篇》中記載了他的摯友惠施對微觀世界的看法：至小無內(nèi)謂小一，也就是說一樣?xùn)|西小到?jīng)]有“內(nèi)”就是最小的單位“小一”了，那么是否存在小一呢？惠施設(shè)計了一個思想實驗：一尺長的木棍，每天割下一半，他預(yù)言世世代代都割不完。實際上，按照他的割法，僅用一個月，木棍還剩下1/230，也就是早達到了分子尺度10-10，分子是保持化學(xué)屬性的最小單位，再分下去那個木棰已經(jīng)不是“木”了，很快就會到達原子尺度10-14。要拆開原子，科學(xué)家要借助a射線等。1906年英國科學(xué)家盧瑟福用一束α射線轟擊金箔，提出了原子核外圍繞著電子的太陽系原子模型（其實電子并非像繞著太陽的行星，而是不規(guī)則地在原子核外出現(xiàn)，就像籠罩在核外的一層云，也叫電子云）。后來科學(xué)家利用射線轟擊原子的方法陸續(xù)發(fā)現(xiàn)原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成。

能不能繼續(xù)拆開質(zhì)子中子呢？各種射線在這個時候已是黔驢技窮了?？茖W(xué)家又發(fā)明了高能對撞機，把兩束想要拆開觀察的粒子加速到接近光速，迎頭對撞，分析碰撞產(chǎn)生的碎片就能夠知道這些粒子由什么更基本的單元組成。經(jīng)過幾十年的探索，科學(xué)家基本搞清楚了微觀粒子的構(gòu)成情況，將那些不能繼續(xù)拆分的粒子稱作“基本粒子”。基本粒子分為三類：夸克、輕子和玻色子。我們熟知的質(zhì)子和中子在對撞機里還是能分成其他粒子，所以不屬于基本粒子，而電子卻不能繼續(xù)拆分，屬于基本粒子。

夸克有六種類型，科學(xué)家用“味”來表示，一共有6種味道：u、d、b、t、s、c，對應(yīng)的中文名稱為上夸克、下夸克、底夸克、頂夸克、粲夸克和奇異夸克。3種不同的夸克組合可以形成“重子”，例如質(zhì)子就是由uud復(fù)合而成，中子由ddu復(fù)合而成，所以將原子比喻成一座大廈的話，夸克就是組成這大廈的磚塊。夸克除了“味”的屬性以外，還有一個含3個屬性的物理量，科學(xué)家借用紅綠藍三原色的比喻將這個物理量命名為“色荷”，當(dāng)然這個“色”與我們熟知的顏色沒有任何聯(lián)系?？淇说牟荒鼙粏为氂^察到，科學(xué)家推測是因為夸克被這些色荷“囚禁”起來了，所以只能以復(fù)合態(tài)的形式出現(xiàn)。

我們熟知的電子還有兩位表兄弟，分別叫μ子和τ子，中文名為渺子和陶子，都帶負電荷。這三個老表又分別有1個不帶電的中微子表妹，分別叫電子中微子、渺子中微子和陶子中微子。這群表兄妹質(zhì)量要比夸克組成的“強子”輕得多了，所以命名為“輕子”，可以比喻成建筑原子大廈的瓦。

將磚瓦粘起來必須要有“力”，在物理學(xué)的正是叫法是“相互作用”，目前發(fā)現(xiàn)自然界的相互作用只有4種：引力、電磁力、強力和弱力。力必須要有傳播媒介才能發(fā)揮效應(yīng)，例如你力大無窮，但沒有東西給你打給你挑或給你抬，誰承認你有力呢？到目前為止，除引力外，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其余三種力的傳播媒介，就是一系列的玻色子，它們就像砂漿，能將不同磚瓦根據(jù)不同的組合“砌”在一起，最終組成了我們這個多姿多彩的原子大廈。玻色子分為兩大類：規(guī)范玻色子和希格斯玻色子。規(guī)范波色子有12種：1種光子，3種中間波色子和8種膠子。

我們熟知將電荷“同性排斥，異性相吸”的力叫做電磁力，其實日常生活中我們見到的力多數(shù)都屬于電磁力的范疇，例如你一拳揮出去靠的是肌肉收縮，而肌肉收縮的力量來自蛋白質(zhì)分子和組成原子之間的變形獲得，屬于電磁力，還有什么火力、電力、水力、爆炸等等都屬于電磁力。電磁力的來源主要就是帶電粒子通過交換虛光子來完成；強力是將夸克黏起來的力，原子彈、氫彈的威力就是來自于強力的釋放，它要比電磁力大2個數(shù)量級，強力的產(chǎn)生是靠8種膠子在夸克間作用的結(jié)果。原子核內(nèi)還有一種能讓中子等重子發(fā)生衰變的力叫做弱力，由W+、W-和Z0玻色子作為媒介所產(chǎn)生，地球內(nèi)部的熱據(jù)說就是來自弱力的釋放；根據(jù)相對論，速度能達到光速的粒子質(zhì)量必須為零。而宇宙大爆炸發(fā)生的那一刻，所有產(chǎn)生的粒子都是以光速行進的，究竟是什么東西讓它們速度慢下來從而獲得質(zhì)量呢？希格斯等人提出了希格斯機制，預(yù)言了有一種玻色子會產(chǎn)生一個彌漫宇宙的場，其他粒子和它相互作用，速度減慢而獲得質(zhì)量。就像我們快步跑進風(fēng)中速度會降下來一樣。由于這種粒子一直沒被發(fā)現(xiàn)，所以被人們叫做“上帝粒子”，一直到2012年才由歐洲的大型強子對撞機發(fā)現(xiàn)。它的正式名稱叫做希格斯玻色子。

至此，我們知道，組成我們這個世界的基本粒子是：夸克有6味3色，總共是18種，加上他們的反粒子，一共是36種；輕子6種加它們的反粒子共12種；玻色子家族由8種傳遞強力的膠子、3種弱力傳遞子、傳播電磁力的光子和賦予粒子質(zhì)量的希格斯玻色子組成，一共是13種。整個基本粒子家族共有61種。奇怪的是那么多的“子”怎么都那么聽話，都是先被預(yù)言后又被證實存在了呢？原來他們都被一個叫Yang-Mills規(guī)范場的理論統(tǒng)一起來的，這Yang-Mills究竟是何方天才？原來就是大名鼎鼎的楊振寧和他的學(xué)生米爾斯！楊-米爾斯規(guī)范場是他倆在1954年提出的一個解決粒子相互作用非常復(fù)雜的方程，經(jīng)過許多頂尖高手前赴后繼地不斷完善，終于把電磁力、強力和弱力統(tǒng)一了起來！所以很多人都認為2013年的諾貝爾物理學(xué)獎其實應(yīng)該分給楊振寧一份才對。但或者是諾貝爾獎委員會想過幾年再單獨給老楊也說不定，因為楊振寧恢復(fù)中國籍后說了一句話：我要活到100歲！

2021年9月22，楊振寧先生迎來了他的農(nóng)歷百年華誕，當(dāng)日下午，由清華大學(xué)、中國物理學(xué)會、香港中文大學(xué)聯(lián)合主辦的楊振寧先生學(xué)術(shù)思想研討會——賀楊先生百歲華誕在清華大學(xué)舉行。會上，楊振寧先生以“但愿人長久，千里共同途”為題發(fā)表了講話。他回憶起了與好友鄧稼先的往事：1971年他回國看到了闊別多年的鄧稼先，他問了鄧稼先中國的原子彈是否得到了美國科學(xué)家寒春的幫助，鄧稼先沒有當(dāng)場回答他，而是給他寫了一封信。在信的末尾，鄧稼先寫道：但愿人長久，千里共同途。當(dāng)時他沒看懂這句話，50年后，楊振寧說：“我覺得今天五十年以后，我可以跟鄧稼先說：稼先，我懂你‘共同途’的意思，我可以很自信地跟你說，我這以后五十年是符合你‘共同途’的矚望，我相信你也會滿意的！